集成電路版圖設計——基於華大九天集成電路版圖設計與驗證平臺Aether
居水榮,黃瑋,王津飛
- 出版商: 電子工業
- 出版日期: 2024-07-01
- 售價: $294
- 貴賓價: 9.5 折 $279
- 語言: 簡體中文
- 頁數: 208
- ISBN: 7121483343
- ISBN-13: 9787121483349
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商品描述
根據集成電路產業對設計人才的實際需求情況,本書基於華大九天國產EDA系統,以“集成電路版圖設計”這一工作任務為主線,結合編者多年的企業實踐與教學經驗,以及本課程項目化內容改革成果進行編寫。本書主要包括集成電路版圖設計基礎知識、基於華大九天系統的集成電路版圖設計流程及基於華大九天系統的集成電路版圖設計案例三大模塊組成,其中集成電路版圖設計基礎知識模塊包括集成電路版圖設計基礎、集成電路版圖識別和集成電路版圖設計系統等內容;基於華大九天系統的集成電路版圖設計流程模塊包括基於華大九天系統的芯片前端設計、芯片後端設計,以及版圖寄生參數提取及後模擬等內容;基於華大九天系統的集成電路版圖設計案例模塊包括基於華大九天系統的版圖設計基礎案例、進階案例及復雜案例等內容。
目錄大綱
目錄
第1 章 集成電路版圖設計基礎 ................................................................................................. 1
1.1 集成電路和集成電路設計 ............................................................................................ 1
1.1.1 集成電路及其發展 ............................................................................................. 1
1.1.2 集成電路製造流程 ............................................................................................. 2
1.1.3 集成電路設計和要求 ......................................................................................... 4
1.1.4 集成電路設計流程 ............................................................................................. 5
1.1.5 集成電路設計分類方法 ..................................................................................... 6
1.2 集成電路版圖設計與驗證 ............................................................................................ 6
1.2.1 版圖設計的概念 ................................................................................................. 6
1.2.2 版圖設計方法 ..................................................................................................... 7
1.2.3 版圖驗證及相關工具 ......................................................................................... 8
1.3 集成電路版圖設計工具 ................................................................................................ 9
1.3.1 全定製版圖設計工具 ....................................................................................... 10
1.3.2 標準單元版圖設計工具 ................................................................................... 11
1.4 集成電路版圖設計工藝文件 ...................................................................................... 11
思考與操作練習 ................................................................................................................... 12
第2 章 集成電路版圖識別 ....................................................................................................... 13
2.1 集成電路版圖識別方法和工具 .................................................................................. 13
2.1.1 集成電路版圖識別方法 ................................................................................... 13
2.1.2 集成電路版圖識別工具 ................................................................................... 14
2.2 電阻版圖的識別 .......................................................................................................... 15
2.2.1 集成電路中電阻的計算與繪制 ....................................................................... 15
2.2.2 集成電路版圖中電阻的分類 ........................................................................... 17
2.3 電容版圖的識別 .......................................................................................................... 20
2.3.1 集成電路中電容的測算 ................................................................................... 20
2.3.2 MOS 集成電路中常用的電容 .......................................................................... 22
2.4 二極管、三極管版圖的識別 ...................................................................................... 25
2.4.1 二極管版圖 ....................................................................................................... 25
2.4.2 三極管版圖 ....................................................................................................... 25
2.5 MOS 場效應管版圖的識別 ........................................................................................ 27
2.5.1 MOS 場效應管結構.......................................................................................... 27
2.5.2 MOS 場效應管版圖.......................................................................................... 28
思考與操作練習 ................................................................................................................... 29
第3 章 集成電路版圖設計系統 ............................................................................................... 30
3.1 硬件系統 ...................................................................................................................... 30
3.2 軟件系統 ...................................................................................................................... 33
3.2.1 服務器軟件系統 ............................................................................................... 33
3.2.2 Linux 操作系統中的常用指令 ......................................................................... 35
3.2.3 文本編輯器 ....................................................................................................... 37
3.2.4 遠程桌面軟件 ................................................................................................... 37
3.3 華大九天EDA 軟件 .................................................................................................... 39
3.3.1 華大九天EDA 軟件簡介 ................................................................................. 39
3.3.2 原理圖編輯工具Empyrean Aether SE 簡介 .................................................... 40
3.3.3 電路模擬工具Empyrean ALPS 簡介 .............................................................. 41
3.3.4 版圖編輯工具Empyrean Aether LE 簡介 ....................................................... 42
3.3.5 寄生參數提取工具Empyrean RCExplorer 簡介 ............................................. 43
第4 章 基於華大九天系統的集成電路前端設計 ................................................................... 45
4.1 前端設計準備 .............................................................................................................. 46
4.1.1 庫和庫文件 ....................................................................................................... 46
4.1.2 Empyrean Aether DM 簡介 ............................................................................... 46
4.1.3 創建庫 ............................................................................................................... 47
4.1.4 管理庫 ............................................................................................................... 49
4.2 繪制CMOS 反相器Schematic ................................................................................... 51
4.2.1 創建Schematic View 文件 ............................................................................... 51
4.2.2 添加元器件 ....................................................................................................... 52
4.2.3 連線 ................................................................................................................... 53
4.2.4 設置元器件參數 ............................................................................................... 54
4.2.5 放置埠 ........................................................................................................... 54
4.2.6 檢查並保存 ....................................................................................................... 55
4.3 創建CMOS 反相器的Symbol ................................................................................... 55
4.3.1 創建Symbol ...................................................................................................... 55
4.3.2 編輯Symbol ...................................................................................................... 56
4.3.3 電路的層次化設計 ........................................................................................... 57
4.4 電路模擬 ...................................................................................................................... 58
4.4.1 創建模擬電路 ................................................................................................... 59
4.4.2 打開模擬環境 ................................................................................................... 60
4.4.3 模擬設置 ........................................................................................................... 60
4.4.4 輸出選擇 ........................................................................................................... 61
4.4.5 模擬並查看波形 ............................................................................................... 62
4.4.6 模擬結果分析 ................................................................................................... 62
第5 章 基於華大九天系統的集成電路後端設計 ................................................................... 64
5.1 版圖的設計規則 .......................................................................................................... 64
5.2 CMOS 反相器版圖繪制 .............................................................................................. 65
5.2.1 創建版圖文件 ................................................................................................... 65
5.2.2 物理層和版圖層之間的關系 ........................................................................... 66
5.2.3 CMOS 反相器版圖的輸入 ............................................................................... 68
5.3 原理圖驅動版圖設計方法 .......................................................................................... 70
5.4 CMOS 反相器版圖驗證 .............................................................................................. 72
5.4.1 CMOS 反相器的DRC 驗證 ............................................................................. 72
5.4.2 CMOS 反相器的LVS 驗證 .............................................................................. 74
第6 章 版圖寄生參數提取及電路後模擬 ............................................................................... 78
6.1 版圖寄生參數提取 ...................................................................................................... 78
6.1.1 版圖寄生參數簡介 ........................................................................................... 78
6.1.2 寄生參數提取流程 ........................................................................................... 79
6.2 電路後模擬 .................................................................................................................. 82
6.2.1 電路後模擬簡介 ............................................................................................... 82
6.2.2 電路後模擬流程 ............................................................................................... 82
第7 章 基於華大九天系統的版圖設計基礎案例 ................................................................... 84
7.1 基本元器件的設計 ...................................................................................................... 84
7.1.1 電阻 ................................................................................................................... 84
7.1.2 電容 ................................................................................................................... 89
7.2 基本數字模塊的設計 .................................................................................................. 91
7.2.1 復合邏輯門的設計 ........................................................................................... 92
7.2.2 復合邏輯門的優化設計 ................................................................................. 100
7.2.3 CMOS D 鎖存器的設計 ................................................................................. 105
7.2.4 SRAM 單元電路設計 ..................................................................................... 114
7.3 基本模擬模塊的設計 ................................................................................................ 119
7.3.1 電阻負載的共源放大電路及其版圖的設計 ................................................. 120
7.3.2 輸出驅動電路的設計 ..................................................................................... 125
第8 章 基於華大九天系統的版圖設計進階案例 ................................................................. 132
8.1 十六分頻電路的設計 ................................................................................................ 132
8.1.1 D 觸發器的設計 ............................................................................................. 132
8.1.2 十六分頻電路的設計 ..................................................................................... 134
8.2 上電復位電路的設計 ................................................................................................ 135
8.2.1 案例簡介 ......................................................................................................... 135
8.2.2 上電復位電路設計與模擬 ............................................................................. 137
8.2.3 上電復位電路版圖設計與驗證 ..................................................................... 143
8.3 低電壓復位電路的設計 ............................................................................................ 148
8.4 RC 環形振盪器的設計 .............................................................................................. 151
8.4.1 案例簡介 ......................................................................................................... 151
8.4.2 RC 環形振盪器電路設計與模擬 ................................................................... 151
8.4.3 RC 環形振盪器的版圖設計與驗證 ............................................................... 159
8.5 施密特觸發器的設計 ................................................................................................ 162
8.5.1 案例簡介 ......................................................................................................... 162
8.5.2 IP 電路設計與模擬 ......................................................................................... 163
8.5.3 IP 版圖設計與驗證 ......................................................................................... 168
第9 章 基於華大九天系統的版圖設計復雜案例 ................................................................. 171
9.1 帶隙基準電路的設計 ................................................................................................ 171
9.1.1 背景知識 ......................................................................................................... 171
9.1.2 電路設計與模擬 ............................................................................................. 174
9.1.3 版圖設計 ......................................................................................................... 176
9.2 差分放大器的設計 .................................................................................................... 177
9.2.1 差分放大器的電路模擬 ................................................................................. 178
9.2.2 差分放大器的版圖設計 ................................................................................. 179
9.3 高增益運算放大器的設計 ........................................................................................ 183
9.3.1 簡單運算放大器的電路結構 ......................................................................... 183
9.3.2 高增益運算放大器的結構選取 ..................................................................... 183
9.3.3 兩級式運放的設計 ......................................................................................... 184
9.4 運算放大器的頻率補償 ............................................................................................ 184
9.4.1 系統穩定原理 ................................................................................................. 184
9.4.2 米勒補償 ......................................................................................................... 184
9.5 運算放大器的電路模擬 ............................................................................................ 185
9.5.1 模擬準備及模擬環境設置 ............................................................................. 185
9.5.2 模擬結果讀取 ............................................................................................... 186
9.5.3 模擬結果分析 ................................................................................................. 188
9.6 運算放大器的版圖設計 ............................................................................................ 189
9.6.1 電流源版圖 ..................................................................................................... 189
9.6.2 MOS 管版圖 ................................................................................................... 189
9.6.3 電阻版圖 ......................................................................................................... 189
9.6.4 電容版圖 ......................................................................................................... 190
9.6.5 總體版圖與版圖優化 ........................................................................................ 191
9.7 運算放大器的版圖驗證 ............................................................................................ 192
9.7.1 DRC 驗證 ........................................................................................................ 192
9.7.2 LVS 驗證 ......................................................................................................... 194